,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,云计算概念及原理,云计算概念及原理,前言,今年以来，在消费电子、信息技术产品的上空都,“,飘起了一朵云,”,。,“,云手机,”,、,“,云电视,”,、,“,云杀毒,”,、,“,云游戏,”,各种打着,“,云概念,”,旗号的产品和服务急剧增加。但是，各种,“,云概念,”,产品在让人眼花缭乱的同时，却让消费者,“,不知所云,”,：,“,云概念,”,中屡屡提及的,云,究竟是什么？,前言 今年以来，在消费电子、信息技术产品的上空,一、云概念的产生,2006,年谷歌推出了,“,Google 101,计划,”,，并正式提出,“,云,”,的概念和理论。随后亚马逊、微软、惠普、雅虎、英特尔、,IBM,等公司都宣布了自己的,“,云计划,”,，云安全、云存储、内部云、外部云、公共云、私有云,一堆让人眼花缭乱的云概念。,一、云概念的产生 2006年谷歌推出了“Goo,二、云计算目标,云计算的最终目标是将计算、服务和应用作为一种公共设施提供给公众，使人们能够像使用水、电、煤气和电话那样使用计算机资源。,二、云计算目标 云计算的最终目标是将计算、服务,三、云计算的概念,云计算（,Cloud Computing,）是由分布式计算（,Distributed Computing,）、并行处理（,Parallel Computing,）、网格计算（,Grid Computing,）发展来的，是一种新兴的商业计算模型。目前，对于云计算的认识在不断的发展变化，云计算没仍没有普遍一致的定义。,三、云计算的概念 云计算（Cloud Compu,理解,通俗的理解是，云计算的,“,云,“,就是存在于互联网上的服务器集群上的资源，它包括硬件资源（服务器、存储器、,CPU,等）和软件资源（如应用软件、集成开发环境等），本地计算机只需要通过互联网发送一个需求信息，远端就会有成千上万的计算机为你提供需要的资源并将结果返回到本地计算机，这样，本地计算机几乎不需要做什么，所有的处理都在云计算提供商所提供的计算机群来完成。,理解通俗的理解是，云计算的“云“就是存在于互联网上的服务器,四、云计算的核心技术,云计算系统运用了许多技术，其中以编程模型、数据管理技术、数据存储技术、虚拟化技术、,云计算平台管理技术,最为关键。,四、云计算的核心技术 云计算系统运用了许多技术，其,MapReduce,是,Google,开发的,java,、,Python,、,C+,编程模型，它是一种简化的分布式编程模型和高效的任务调度模型，用于大规模数据集（大于,1TB,）的并行运算。严格的编程模型使云计算环境下的编程十分简单。,MapReduce,模式的,思想,是将要执行的问题分解成,Map(,映射,),和,Reduce(,化简,),的方式，先通过,Map,程序将数据切割成不相关的区块，分配（调度）给大量计算机处理，达到分布式运算的效果，再通过,Reduce,程序将结果汇整输出。,1,、编程模型,MapReduce是Google开发的java、,2,、海量数据分布存储技术,为保证高可用、高可靠和经济性，云计算采用分布式存储的方式来存储数据，采用冗余存储的方式来保证存储数据的可靠性，即为,同一份数据存储多个副本,。,另外，云计算系统需要同时满足大量用户的需求，并行地为大量用户提供服务。因此，云计算的数据存储技术必须,具有高吞吐率和高传输率,的特点,。,云计算系统中广泛使用的数据存储系统是,Google,的,GFS,和,Hadoop,团队开发的,GFS,的开源实现,HDFS,。,2、海量数据分布存储技术,3,、海量数据管理技术,云计算需要对分布的、海量的数据进行处理、分析，因此，数据管理技术必须能够,高效地管理大量的数据,。,云计算系统中的数据管理技术主要是,Google,的,BT(BigTable),数据管理技术和,Hadoop,团队开发的开源数据管理模块,HBase,。,BigTable,是一种为了管理结构化数据而设计的,分布式存储系统,，这些数据可以扩展到非常大的规模，,BT,是建立在,GFS,Scheduler,Lock Service,和,MapReduce,之上的一个大型的分布式数据库，它把所有数据都作为对象来处理，形成一个巨大的表格，用来分布存储大规模结构化数据。,BigTable,对数据读操作进行优化，采用,列存储,的方式，提高数据读取效率。,3、海量数据管理技术云计算需要对分布的、海量的数据进行处,4,、虚拟化技术,虚拟化技术可以扩大,硬件,的容量，简化,软件,的重新配置过程。,CPU,的虚拟化技术可以单,CPU,模拟多,CPU,并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且,应用程序,都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。,虚拟化技术根据对象可分成存储虚拟化、计算虚拟化、网络虚拟化等，计算虚拟化又分为系统级虚拟化、应用级虚拟化和桌面虚拟化。,4、虚拟化技术虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新,5,、云计算平台管理技术,云计算资源规模庞大，服务器数量众多并分布在不同的地点，同时运行着数百种应用，更何况云计算属于新兴行业，要做好这门技术，必须使大量的,服务器协同,工作，云计算系统的平台管理技术，方便的进行业务部署和开通，快速发现和恢复系统故障，通过自动化、智能化的手段实现大规模系统的可靠运营。,5、云计算平台管理技术 云计算资源规模庞大，服,五、典型云计算平台介绍,由于云计算技术范围很广，目前各大,IT,企业提供的云计算服务主要根据自身的特点和优势实现的。下面以,Google,、,IBM,、,Amazon,为例说明：,五、典型云计算平台介绍 由于云计算技术范围很广,1,、,Google,的云计算平台,Google,的云计算技术实际上是针对,Google,特定的网络应用程序而定制的。针对内部网络数据规模超大的特点，,Google,提出了一整套基于分布式并行集群方式的基础架构，利用软件的能力来处理集群中经常发生的节点失效问题。,Google,使用的云计算基础架构模式包括四个相互独立又紧密结合在一起的系统。包括,Google,建立在集群之上的文件系统,Google File System,，针对,Google,应用程序的特点提出的,Map/Reduce,编程模式，分布式的锁机制,Chubby,以及,Google,开发的模型简化的大规模分布式数据库,BigTable,。,1、Google 的云计算平台Google的云计算技术实,3,、,Amazon,的弹性计算云,Amazon,是互联网上最大的在线零售商，为了应付交易高峰，不得不购买了大量的服务器。而在大多数时间，大部分服务器闲置，造成了很大的浪费，为了合理利用空闲服务器，,Amazon,建立了自己的云计算平台弹性计算云,EC2,（,elastic compute cloud,），并且是第一家将基础设施作为服务出售的公司。,Amazon,将自己的弹性计算云建立在公司内部的大规模集群计算的平台上，而用户可以通过弹性计算云的网络界面去操作在云计算平台上运行的各个实例,(instance),。用户使用实例的付费方式由用户的使用状况决定，即用户只需为自己所使用的计算平台实例付费，运行结束后计费也随之结束。这里所说的实例即是由用户控制的完整的虚拟机运行实例。通过这种方式，用户不必自己去建立云计算平台，节省了设备与维护费用。,总而言之，,Amazon,通过提供弹性计算云，满足了小规模软件开发人员对集群系统的需求，减小了维护负担。其收费方式相对简单明了：用户使用多少资源，只需为这一部分资源付费即可。,3、Amazon的弹性计算云,六、云服务的概念,云服务是基于,“,云计算,”,技术，实现各种终端设备之间的互联互通。简单地说，未来不管是手机还是电视机，都只是一个单纯的显示和操作终端，它们不再需要具备强大的处理能力。用户享受的所有资源、所有应用程序全部都由一个存储和运算能力超强的云端后台来提供。,六、云服务的概念 云服务是基于“云计算”技,云服务的商业模式,云服务的商业模式是通过繁殖大量创业公司提供丰富的个性化产品，以满足市场上日益膨胀的个性化需求。其繁殖方式是为创业公司提供资金、推广、支付、物流、客服一整套服务，把自己的运营能力像水和电一样让外部随需使用。,云服务的商业模式 云服务的商业模式是通过繁殖大量创业公司提,云服务的发展,据了解，近年来,“,云计算,”,在,IT,领域十分受追捧，甚至被誉为计算机领域的第四场革命。,“,云计算,”,也成为信息技术发展的新方向。,11,月初，金华各县市与浙江华数广电网络股份有限公司签订的合作框架协议显示，华数集团将在金华建立云数据基地，推进,“,跨代网、云服务,”,发展战略，构建,1200G,省级骨干网和有线无线高速接入网，提供全省统一的,“,云城市、云家庭、云电视、云通信,”,服务。,云服务的发展 据了解，近年来“云计算”在IT领域十分受追,七、云技术开发必须了解九大难题,无论是在开发、测试或是将自己的应用程序部署到云环境的过程中，我们都必须抛弃一些旧有观念并重新学习，只有这样，云技术才能真正发挥其强大的实用功能。,应用程序基于云技术的开发及测试目前正日益普及，越来越多的企业开始公布其基于公共云或是私有云的计算计划。云技术开发通常包括整合开发环境，应用程序开发周期管理组件（例如测试及质量管理、源代码及配置管理和持续提交请求工具等）以及应用安全性测试部分。,尽管技术人员和开发人员在以云技术为基础的开发方面已经很有经验，并坚信这类技术对开发环境的益处显而易见,例如节约成本并可让产品更快投入市场,但他们同样提出警告，称其中存在无数挑战及意外状况。,七、云技术开发必须了解九大难题无论是在开发、测试或是将自己的,云技术在开发中究竟能普及到何种程度目前尚不明朗。但业内人士给出的分析结果表明，这一普及度无疑是在上升当中。在,2011,年,2,月的研究报告中，,Gartner,公司表示那些参加了该公司专题研讨会的客户们普遍认为，云计算项目对他们而言“越来越具有吸引力”，并打算以此来加强开发能力及优化现有的自定义网页应用程序维护手段。,“我更多地看到了其原型及并行分支的发展情况，但其在负载及性能测试领域的巨大塑造空间也极具前景，”,Eric Knipp,说，他是,Gartner,公司的首席分析师。如果大家正在首次寻求云技术开发的起步方式，那么下面所列出的九项建议涵盖了那些大家可能面临的种种障碍，并指出如何从已经走过这段坎坷道路的成功开发商那里学到应对这些问题的方案。,云技术在开发中究竟能普及到何种程度目前尚不明朗。但业内人士给,云开发难题一：云技术并不总像“真实世界”那样简单,开发人员可能会发现他们在开发产品时，将其配置复制到云平台上是个很难操作的过程。例如，对于一个利用云技术开发，并打算在完成后基于本地主机运行的应用程序来说，大家可能需要对所有关于本地与云服务器端不同运行环境的遗留问题进行检测，而没法简单地将配置复制一下就指望能够解决问题。,Knipp,说：“这意味着开发人员可能不得不耗费更多的精力来寻找一款合适的测试工具来核对自己的产进行检测及核对。”,服务器虚拟化技术可以在这方面帮上忙，,Knipp,说道，而开发人员可以利用到目前市场上已经存在的、用以解决复数化,/,并行类开发问题的产品。就拿,iTKO,公司来说吧，它出品了一款名为,Lisa,的软件套装，帮助企业将自己开发的应用程序真正应用到云中。那些习惯于在非云环境下开发程序的开发人员也可能会遇到麻烦，比如他们正打算在本地主机上制作一款将运行于云环境下的应用程序。,云开发难题一：云技术并不总像“真实世界”那样简单,云开发难题二：有些应用程序无法在云环境中发挥理想的作用,越是难以访问或是难以复制的系统应用集成体系，就越是难以将其开发及测试工作放在云环境下完成。,举例来说